評估外周動脈開放程度的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種評估動脈血流開放情況的方法，通過在四肢動脈獲得的脈搏波波形，測定脈搏波傳遞函數(shù)的指數(shù)值來評估動脈開放程度。主要指標包括波腳到波峰上升支時間占整個心動周期時間比，包括波振幅中部的波寬時間占整個心動周期時間比。這些指標均可連續(xù)性地反映所測動脈的血流開放情況，與動脈開放情況成反比，各指標數(shù)值越大則所測動脈開放程度越小，各指標數(shù)值越小則所測動脈開放程度越大。上述部分指標對外周動脈開放程度的評估精確性優(yōu)于踝臂血壓指數(shù)，可更準確地評估外周動脈開放程度。
【專利說明】
評估外周動脈開放程度的方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種評估動脈血流開放情況的方法，通過在四肢動脈獲得的脈搏波波 形，測定脈搏波傳遞函數(shù)的指數(shù)值來評估動脈開放程度。
【背景技術】
[0002] 以動脈硬化和動脈粥樣硬化為基本特征的血管病變是心血管疾病或事件的共同 病理生理基礎，會造成血管的狹窄和/或阻塞。發(fā)生外周動脈尤其是下肢動脈血管的狹窄 和/或阻塞時，通常存在下肢功能不全或下降，并且發(fā)生心血管缺血事件的危險增加。
[0003] 踝臂血壓指數(shù)（ankle-brachial blood pressure index, ABI)是上肢血壓與下肢 血壓的比率，可用作表示下肢動脈有無狹窄和狹窄程度參數(shù)，大量研究、文獻、指南肯定了 ABI對于下肢動脈狹窄的預測價值，以及對終點事件的獨立預測價值。ABI作為快速、有效 的下肢動脈血管開放程度的評估方法被廣泛使用。目前，臨床上常采用示波技術這一簡便、 快速的方法測量ABI。
[0004] 然而，采用測定踝臂血壓指數(shù)的過程中，在下肢動脈鈣化程度較高的情況下動脈 不能被壓縮或者壓縮不充分，導致血壓測量不準確或者精度不高，存在使用該血壓值算出 踝臂血壓指數(shù)的可靠性降低的問題。
[0005] 此外，當上肢動脈出現(xiàn)狹窄時，作為參考側上肢血壓務必受到影響，存在使用該血 壓值算出踝臂血壓指數(shù)的可靠性降低的問題。
[0006] 此外，在使用示波技術測定踝臂指數(shù)時，當心律失常帶來脈搏振幅紊亂時，導致血 壓測量不準確或者精度不高，存在使用該血壓值算出踝臂血壓指數(shù)的可靠性降低的問題。
[0007] 此外，在使用示波技術測定踝臂指數(shù)時，當動脈狹窄導致脈搏振幅變小時，致使血 壓測量不準確或者精度不高，存在使用該血壓值算出踝臂血壓指數(shù)的可靠性降低的問題。
[0008] 因此，需要采用一種更為準確簡便的方法，來評估外周動脈血管開放（閉塞/阻 塞）程度。

【發(fā)明內容】

[0009] 本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術中關于踝臂指數(shù)測定過程中出現(xiàn)的問題，提供了一種從 四肢脈搏波中獲得傳遞函數(shù)的指數(shù)值來評估動脈開放程度新方法。
[0010] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明基于從四肢動脈獲得的清晰脈搏波波形，算出波 形中波腳到波峰時間（Upstroke Time, UT)占整個心動周期時間比（Upstroke time per cardiac cycle，UTPCC)、波振幅中部的波寬時間（Width of the Wave at Half Amplitude, WD)占整個心動周期時間比（Width at half amplitude per cardiac cycle, WDPCC)〇
[0011] 具體技術方案為，一種評估外周動脈開放程度的方法，包括獲得四肢動脈的脈搏 波波形，測定以下脈搏波傳遞函數(shù)的指數(shù)值中的一種：
[0012] (1)波腳到波峰上升支時間占整個心動周期時間比，UTPCC ;
[0013] (2)波振幅中部的波寬時間占整個心動周期時間比，WDPCC ;
[0014] (3)心率校正到X次的波腳到波峰上升支時間占整個心動周期時間比，UTPCC X， 其中X = 70~80 ;
[0015] (4)心率校正到X次的波振幅中部的波寬時間占整個心動周期時間比，WDPCC X， 其中X = 70~80 ;
[0016] 根據(jù)上述指數(shù)值判斷動脈血管的開放程度。
[0017] 為了實現(xiàn)上述目的，可采取充氣容積描記法獲得脈搏波形，也可采用壓力描記法 (包括表面張力法）及血流描記法，獲得清晰地脈搏波波形，準確地顯示各個峰谷的起始部 位，自動取得波腳到波峰上升支時間和波振幅中部的波寬時間，并自動算出上述時間占整 個心動周期的時間比（UTPCC及WDPCC)。要求脈搏波波形清晰，干擾少，準確地顯示各個峰 谷的起始部位。所測處的波形即可反應該處動脈的開放情況。
[0018] 大樣本分析結果顯示，UTPCC及WDPCC與基礎心率（實際心率）呈線性關系，分別 為17^0：(%)=0.17*心率+4.05，耶?0：(%)=0.04*心率+34.8。因而進一步，將17^0： 和WDPCC校正為心率=X下的UTPCC X和WDPCC X，用以評估血管開放程度。X = 70~80， 優(yōu)選為75。
[0019] 心率=X下的UTPCC X和WDPCC X的計算方法為：UTPCC x( % )= UTPCC(% )+0· 17*(x-基礎心率），和 WDPCC X(% ) = WDPCC(% )+0·04*(Χ-基礎心率）。
[0020] 這些指標均可連續(xù)性地反映所測動脈的血流開放情況，與動脈開放情況成反比， 各指標數(shù)值越大則所測動脈開放程度越小，各指標數(shù)值越小則所測動脈開放程度越大。
[0021] 所述的四肢動脈，不限于上肢或下肢、左側或右側，也不限于某個部位，可以是脛 前、足背或肱動脈等。也不限于單個部位的測量，可用于同段動脈兩個部位的測量，根據(jù)兩 個部位測量指標的變化可用于狹窄的定位及反映狹窄的節(jié)段。
[0022] 上述方法不限于單個指標的應用，可進行兩個指標的組合如UTPCC&WDPCC和/或 UTPCC75&WDPCC75,可以更加優(yōu)化地評估所測動脈的開放情況。
[0023] UTPCC、WDPCC、UTPCC75和WDPCC75與動脈開放程度（例如，CT血管造影的檢測評 估結果：〇,無狹窄或狹窄度〈25% ;1，狹窄度25%~50% ;2,狹窄度50%~75% ;3,狹窄度 75%以上）的線性方程為：
[0024] UTPCC: Υ = 0. 176Χ-2. 572
[0025] WDPCC: Y = 0· 130Χ-4. 171
[0026] UTPCC75: Y = 0· 192Χ-2. 915
[0027] WDPCC75: Y = 0· 117Χ-3. 619
[0028] 當Y〈l. 5時，動脈血管狹窄度小于50%即開放程度大于50%，當Y的整數(shù)部分為 0時，動脈血管的狹窄度不超過25%即開放程度不小于75%。
[0029] 本發(fā)明中，提出的利用波形中波腳到波峰上升支時間占整個心動周期時間比 (UTPCC)和波振幅中部的波寬時間占整個心動周期時間比（WDPCC)來評估外周動脈開放程 度，與既往文獻或專利涉及到的波形中波腳到波峰上升支時間和波振幅中部的波寬時間相 比，與踝臂指數(shù)更密切，以及與外周動脈的狹窄程度更為密切。
[0030] 另一方面，通過與下肢CTA比較，計算出波形中波腳到波峰上升支時間占整個心 動周期時間比（UTPCC)和波振幅中部的波寬時間占整個心動周期時間比（WDPCC)，來篩選 或評估血管開放程度〈50%的情況。當UTPCC大于21. 7%或WDPCC大于44. 2%時，血管開 放程度小于50%。校正到75次心率時，當17^0：75大于23.0%或10?0：75大于44.6%時， 血管開放程度小于50%。
[0031] 本方法采用UTPCC、WDPCC及校正為心率75次的UTPCC75和WDPCC75等指標， 特別是UTPCC，以下肢CTA為金標準，繪制受試者工作特征曲線（receiver operating characteristic curve, R0C，結果顯示，其對下肢外周動脈開放程度的評估精確性優(yōu)于 ABI (曲線下面積AUC :92%比82% )。
[0032] 值得特別注意的是，本發(fā)明強調的兩個時間指標是波腳到波峰上升支時間或波振 幅中部的波寬時間占整個心動周期時間比，單位是百分比；這區(qū)別于以往文獻或專利涉及 到的，采用WD和CT這兩個時間單位指標。在既往研究中，上述兩個時間單位指標與踝臂指 數(shù)也存在相關關系，但相關性較弱，因而一直未被優(yōu)先地在臨床上應用。
【附圖說明】
[0033] 圖1為實施例1中，用充氣容積描記法獲得的下肢動脈清晰脈搏波形。
[0034] 其中，A和B分別為兩個不同類型的脈搏波形，CT為起始的波腳到波峰上升支時 間，WD為波振幅中部的波寬時間（即達到一半波峰高度之間的時間）。
[0035] 圖2為實施例1中，以下肢CTA評估的下肢動脈狹窄（狹窄程度在50%及以上） 為金標準，繪制評估上述指標ABI (圖2A)、UTPCC (圖2B)、WDPCC (圖2C)、UTPCC75 (圖2D) 及WDPCC75(圖2E)的評估精確性的受試者工作特征ROC曲線，其中縱軸為靈敏度，橫軸為 特異性。
[0036] 圖3為實施例2中，在4055名人群中，校正年齡、性別、體重指數(shù)、吸煙、飲酒、高血 壓、糖尿病及總膽固醇等因素后，UTPCC的分布所對應的整體死亡風險比。
【具體實施方式】
[0037] 實施例1
[0038] 用充氣容積描記法獲得清晰的肱動脈脈搏波形，準確地顯示各個峰谷的起始部 位，記錄整個心動周期的時間，并準確顯示各個峰谷的起始部位，自動取得波腳到波峰上升 支時間CT和波振幅中部的波寬時間WD，并自動算出上述時間占整個心動周期的時間百分 比（UTPCC及WDPCC)。如圖1所示，A和B分別為兩個不同類型的脈搏波形?？梢詮纳现?或下肢任一個采集脈搏波形，結果相同。
[0039] 除了充氣容積描記法，還可以采用壓力描記法（包括表面張力法）及血流描記法， 檢測位置還可以是脛前動脈或足背動脈等，UTPCC及WDPCC的檢測結果相同。
[0040] 在4055例人群樣本中，UTPCC及WDPCC與基礎心率（實際心率）呈線性關系，分別 為 UTPCC(%) =0.17* 心率+4. 05, WDPCC(%) =0.04* 心率+34. 8。心率=X 下的 UTPCC X 和 WDPCC X 的校正方法為：UTPCC X(%)= UTPCC(%)+0· 17* (X-基礎心率）JPWDPCC X (% ) = WDPCC (% ) +0· 04* (X-基礎心率）。
[0041] 隨機抽取28名受試者，用上述方法分別檢測其UTPCC及WDPCC，將心率校正為75 次，計算UTPCC75及WDPCC75并同時進行CTA檢測外周動脈開放程度，結果如下：
[0042]
[0044] *血管開放程度采用CTA(CT血管造影法）：0,無狹窄或狹窄度〈25%，即開放度 >75% ;1，狹窄度25%~50%小于；2,狹窄度50%~75% ;3,狹窄度彡75%以上，即開放度 彡 25%〇
[0045] UTPCC、WDPCC、UTPCC75和WDPCC75與動脈開放程度的線性方程為：
[0046] UTPCC: Yl = 0· 176X-2. 572
[0047] WDPCC: Y2 = 0· 130X-4. 171
[0048] UTPCC75: Y3 = 0· 192X-2. 915
[0049] WDPCC75: Y4 = 0· 117X-3. 619
[0050] X分別為UTPCC、WDPCC、UTPCC75和WDPCC75的百分數(shù)值（百分號前的數(shù)值），即 UTPCC、WDPCC、UTPCC75 和 WDPCC75 乘以 100。
[0051] Yl~Y4分別為動脈開放程度，當Yl~Y4均超過1. 5,表示其外周動脈開放程度 小于50%，即狹窄程度大于50%。

[0054] 進一步，繪制受試者工作特征ROC曲線，評價上述指標對下肢開放程度的評估精 確性，ABI (如圖 2A)、UTPCC(如圖 2B)、WDPCC(如圖 2C)、UTPCC75(如圖 2D)和 WDPCC75(如 圖2E)的曲線下面積分別為82%、92%、75%、80%和71%。
[0055] 實施例2
[0056] 選擇10名受試者，按實施例1的方法測量UTPCC及WDPCC，計算UTPCC75及 WDPCC75，并進行CTA檢測，驗證上述公式對動脈開放程度的判斷符合率。

[0059] Yl :由UTPCC推導出的阻塞值；Y2 :由WDPCC推導出的阻塞值；
[0060] Υ3 :由UTPCC75推導出的阻塞值；Υ4 :由WDPCC75推導出的阻塞值。
[0061] ?ΤΑ血管開放程度：0,無狹窄或狹窄度〈25% ;1，狹窄度25%-50% ;2,狹窄度 50% -75% ;3,狹窄度75%以上。
[0062] 擬合曲線和線性方程所計算的Yl~Υ4值大于1. 5即為阻塞（狹窄在50%以上）， 上述4指標判斷符合率均為100%。
[0063] 實施例3
[0064] 以UTPCC為例，在4055名人群中，驗證UTPCC與死亡終點的關系，結果如圖3Α和 圖3Β所示，其中實線為實際測試風險，兩個虛線為可信區(qū)間。校正年齡、性別、體重指數(shù)、吸 煙、飲酒、高血壓、糖尿病及總膽固醇等因素后，UTPCC每增加一個標準差，總死亡風險（圖 3Α)和心血管死亡風險（圖3Β)分別顯著增加23%和27%。以21. 7%為閾值，校正上述因 素后，當UTPCC>21. 7%時，總死亡和心血管死亡風險分別顯著增加了 98%和129%。
【主權項】
1. 一種評估外周動脈開放程度的方法，其特征在于，步驟包括獲得四肢動脈的脈搏波 波形，測定以下脈搏波傳遞函數(shù)的指數(shù)值中的一種： (1) 波腳到波峰上升支時間占整個心動周期時間比，UTPCC ; (2) 波振幅中部的波寬時間占整個心動周期時間比，WDPCC ; (3) 心率校正到X次的波腳到波峰上升支時間占整個心動周期時間比，UTPCC X，其中X =70 ~80 ; ⑷心率校正到X次的波振幅中部的波寬時間占整個心動周期時間比，WDPCC X，其中X =70 ~80 ; 根據(jù)上述指數(shù)值判斷動脈血管的開放程度。2. 根據(jù)權利要求1所述評估外周動脈開放程度的方法，其特征在于，所述的獲得脈搏 波形的方法為充氣或光電容積描記法、壓力描記法或血流描記法。3. 根據(jù)權利要求1所述評估外周動脈開放程度的方法，其特征在于，所述的四肢動脈 為左側或右側的上肢或下肢。4. 根據(jù)權利要求1所述評估外周動脈開放程度的方法，其特征在于，所述四肢動脈測 量位置包括單個部位，還包括同段動脈兩個部位的測量；根據(jù)兩個部位測量指標的變化，用 于狹窄部位的定位及反映狹窄的節(jié)段。5. 根據(jù)權利要求1所述評估外周動脈開放程度的方法，其特征在于，所述心率=X下 的 UTPCC X 和 WDPCC X 的計算方法為：UTPCC X(% ) = UTPCC(% )+0· 17*(x-基礎心率）， 和 WDPCC X (% ) = WDPCC (% ) +0· 04* (X-基礎心率）。6. 根據(jù)權利要求1所述評估外周動脈開放程度的方法，其特征在于，當UTPCC大于 21. 7%，或WDPCC大于44. 2%時，動脈血管開放程度小于50%。7. 根據(jù)權利要求1所述評估外周動脈開放程度的方法，其特征在于，當UTPCC75大于 23. 0%或WDPCC75大于44. 6%時，動脈血管開放程度小于50%。8. 根據(jù)權利要求1或5所述評估外周動脈開放程度的方法，其特征在于，UTPCC、WDPCC、 心率矯正到75次時波腳到波峰上升支時間占整個心動周期時間比UTPCC75和心率矯正到 75次時波振幅中部的波寬時間占整個心動周期時間比WDPCC75與動脈開放程度的線性方 程為： UTPCC ：Y1 = 0.176X1-2. 572, WDPCC ：Y2 = 0. 130X2-4. 171, UTPCC75 ：Υ3 = 0.192X3-2. 915, WDPCC75 ：Υ4 = 0. 117X4-3. 619 ； 其中，XI~Χ4分別為UTPCC、WDPCC、UTPCC75和WDPCC75的百分數(shù)的數(shù)值；Υ1~Υ4分 別為動脈開放程度，當￥1、￥2、￥3、和￥4均大于1.5時，動脈血管狹窄度大于50%，開放程度 小于50%。
【文檔編號】A61B5/02GK105982652SQ201510079363
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月13日
【發(fā)明人】王繼光, 盛長生
【申請人】上海市高血壓研究所